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- 2021-06-19 发布
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专题40+空间中的平行关系
1.已知m,n为两条不同的直线,α,β,γ为三个不同的平面,则下列命题中正确的是( )
A.若m∥α,n∥α,则m∥n
B.若m⊥α,n⊥α,则m∥n
C.若α∥β,m∥n,m∥α,则n∥β
D.若α⊥γ,β⊥γ,则α∥β
答案:B
2.若直线a平行于平面α,则下列结论错误的是( )
A.a平行于α内的所有直线
B.α内有无数条直线与a平行
C.直线a上的点到平面α的距离相等
D.α内存在无数条直线与a成90°角
解析:选A.若直线a平行于平面α,则α内既存在无数条直线与a平行,也存在无数条直线与a异面且垂直,所以A不正确,B、D正确.又夹在相互平行的线与平面间的平行线段相等,所以C正确.
3.已知a,b是两条不重合的直线,α,β是两个不重合的平面,则下列命题中正确的是( )
A.a∥b,b⊂α,则a∥α
B.a,b⊂α,a∥β,b∥β,则α∥β
C.a⊥α,b∥α,则a⊥b
D.当a⊂α,且b⊄α时,若b∥α,则a∥b
解析:选C.A选项是易错项,由a∥b,b⊂α,也可能推出a⊂α;B中的直线a,b不一定相交,平面α,β也可能相交;C正确;D中的直线a,b也可能异面.
4.已知直线a,b,平面α,则以下三个命题:
①若a∥b,b⊂α,则a∥α;②若a∥b,a∥α,则b∥α;
③若a∥α,b∥α,则a∥b.
其中真命题的个数是( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析:选A.对于①,若a∥b,b⊂α,则应有a∥α或a⊂α,所以①不正确;对于②,若a∥b,a∥α,则应有b∥α或b⊂α,因此②不正确;对于③,若a∥α,b∥α,则应有a∥b或a与b相交或a与b异面,因此③是假命题.综上,在空间中,以上三个命题都是假命题.
5.已知直线a与平面α、β,α∥β,a⊂α,点B∈β,则在β内过点B的所有直线中( )
A.不一定存在与a平行的直线
B.只有两条与a平行的直线
C.存在无数条与a平行的直线
D.存在唯一一条与a平行的直线
解析:选D.设直线a和点B所确定的平面为γ,则α∩γ=a,记β∩γ=b,∵α∥β,∴a∥b,故存在唯一一条直线b与a平行.
6.如图,L,M,N分别为正方体对应棱的中点,则平面LMN与平面PQR的位置关系是( )
A.垂直 B.相交不垂直
C.平行 D.重合
7.正方体ABCDA1B1C1D1中,E,F,G分别是A1B1,CD,B1C1的中点,则正确的命题是( )
A.AE⊥CG
B.AE与CG是异面直线
C.四边形AEC1F是正方形
D.AE∥平面BC1F
面BC1F.
8.设l,m,n表示不同的直线,α,β,γ表示不同的平面,给出下列四个命题:
①若m∥l,且m⊥α,则l⊥α;
②若m∥l,且m∥α,则l∥α;
③若α∩β=l,β∩γ=m,γ∩α=n,则l∥m∥n;
④若α∩β=m,β∩γ=l,γ∩α=n,且n∥β,则l∥m.
其中正确命题的个数是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选B.易知①正确;②错误,l与α的具体关系不能确定;③错误,以墙角为例即可说明,④正确,可以以三棱柱为例证明.
9.空间四边形ABCD的两条对棱AC、BD的长分别为5和4,则平行于两条对棱的截面四边形EFGH在平移过程中,周长的取值范围是________.
解析:设==k,∴==1-k,∴GH=5k,EH=4(1-k),∴周长=8+2k.
又∵0<k<1,∴周长的取值范围为(8,10).
答案:(8,10)
10.如图所示,ABCDA1B1C1D1是棱长为a的正方体,M、N分别是下底面的棱A1B1、B1C1
的中点,P是上底面的棱AD上的一点,AP=,过P、M、N的平面交上底面于PQ,Q在CD上,则PQ=________.
答案:a
11.已知平面α∥平面β,P是α、β外一点,过点P的直线m与α、β分别交于A、C,过点P的直线n与α、β分别交于B、D且PA=6,AC=9,PD=8,则BD的长为________.
解析:根据题意可得到以下如图两种情况:
可求出BD的长分别为或24.
答案:24或
12.在正四棱柱ABCDA1B1C1D1中,O为底面ABCD的中心,P是DD1的中点,设Q是CC1上的点,则点Q满足条件________时,有平面D1BQ∥平面PAO.
解析:假设Q为CC1的中点,因为P为DD1的中点,所以QB∥PA.连接DB,因为P,O分别为DD1,DB的中点,所以D1B∥PO,又D1B⊄平面PAO,QB⊄平面PAO,所以D1B∥平面PAO,QB∥平面PAO,又D1B∩QB=B,∴平面D1BQ∥平面PAO,故Q满足Q为CC1的中点时,有平面
D1BQ∥平面PAO.
答案:Q为CC1的中点
13.如图E、F、G、H分别是正方体ABCDA1B1C1D1的棱BC、CC1、C1D1、AA1的中点.求证:
(1)EG∥平面BB1D1D;
(2)平面BDF∥平面B1D1H.
证明:(1)取B1D1的中点O,连接GO,OB,
易证四边形BEGO为平行四边形,故OB∥GE,
由线面平行的判定定理即可证EG∥平面BB1D1D.
14.如图,在三棱柱ABCA1B1C1中,点E在线段B1C1上,B1E=3EC1,试探究:在AC上是否存在点F,满足EF∥平面A1ABB1?若存在,请指出点F的位置,并给出证明;若不存在,请说明理由.
解:法一:当AF=3FC时,FE∥平面A1ABB1.
证明如下:在平面A1B1C1内过点E作EG∥A1C1交A1B1于点G,连接AG.
∵B1E=3EC1,∴EG=A1C1,
又AF∥A1C1且AF=A1C1,
∴EG∥平面A1ABB1,∵B1E=3EC1,∴BG=3GC,
∴FG∥AB,又AB⊂平面A1ABB1,FG⊄平面A1ABB1,
∴FG∥平面A1ABB1.
又EG⊂平面EFG,FG⊂平面EFG,EG∩FG=G,
∴平面EFG∥平面A1ABB1.
∵EF⊂平面EFG,∴EF∥平面A1ABB1.
15.如图,几何体EABCD是四棱锥,△ABD为正三角形,CB=CD,EC⊥BD.
(1)求证:BE=DE;
(2)若∠BCD=120°,M为线段AE的中点.求证:DM∥平面BEC.
(3)在(2)的条件下,在线段AD上是否存在一点N,使得BN∥面DEC,并说明理由.
(2)法一:取AB的中点N,连接DM,DN,MN,
因为M是AE的中点,所以MN∥BE.
又MN⊄平面BEC,BE⊂平面BEC,
所以MN∥平面BEC.
又因为△ABD为正三角形,
所以∠BDN=30°,
又CB=CD,∠BCD=120°,
因此∠CBD=30°,所以∠BDN=∠CBD,所以DN∥BC.
又DN⊄平面BEC,BC⊂平面BEC,
所以DN∥平面BEC.
又MN∩DN=N,
故平面DMN∥平面BEC,
又DM⊂平面DMN,
所以DM∥平面BEC.
法二:延长AD,BC交于点F,连接EF.
所以DM∥平面BEC.
(3)存在点N为AD的中点
取AD的中点N,连接BN,O为BD的中点
由(2)可知∠DCO=60°,∴∠BDC=30°,
又∵DBN=30°,∴BN∥DC.
DC⊂面DEC,∴BN∥面DEC.